CN102756732B - 一种车辆的自适应巡航控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆的自适应巡航控制系统，包括：自适应巡航传感及控制装置；FlexRay总线，连接所述自适应巡航传感及控制装置、发动机管理系统、变速器控制单元、电子稳定程序单元以及仪表单元。本发明能够提高ACC系统的响应速度，提高巡航驾驶的灵敏性和安全性。

Description

一种车辆的自适应巡航控制系统
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种车辆的自适应巡航控制系统。
背景技术
随着汽车电子化程度与日俱增，汽车上的线束也越来越多。由于汽车制造商对制造成本的管控，以及对车身质量的控制，减少线束已经成为一个必须要解决的问题。车载通讯网络种类有很多种，应用较多的有LIN（Local Interconnect Net-work，本地互联网络），CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)、FlexRay、ASRB（Automotive Safety Restraints Bus，自动安全限制总线）、MOST(MediaOriented System Transport，面向媒体的系统传输)等等。美国汽车工程师协会（SAE）根据速率将汽车通讯网络划分为A、B、C三类。A类包括TTP/A（Time Triggered Protocol/A）和LIN，其传输速率较低。B类主要包括J1850、VAN（车辆局域网），低速CAN。C类主要包括TTP/C（Time Triggered Protocol/C），FlexRay和高速CAN（ISO11898-2）。
ACC（Adaptive Cruise Control，自适应巡航控制系统）是一种20世纪90年代中期发展起来的汽车安全性辅助驾驶系统，它既有自动巡航功能，又有防止前向撞击功能。ACC既能减轻驾驶员长时间驾驶的疲劳强度，提高舒适性，又降低追尾的危险，保证安全，同时降低油耗，提高使用经济性。
由于传统的自适应巡航控制系统多采用LIN总线或者CAN总线控制，存在速率低，控制响应延迟，不能够得到良好的效果，这些影响自适应巡航控制效果，限制了自适应巡航控制系统应用。因此，高速率，高安全，更加智能化的自适应巡航控制成为一种必然的需求。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种车辆的自适应巡航控制系统，能够提高ACC系统的响应速度，提高巡航驾驶的灵敏性和安全性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种车辆的自适应巡航控制系统，包括：
自适应巡航传感及控制装置；
FlexRay总线，连接所述自适应巡航传感及控制装置、发动机管理系统、变速器控制单元、电子稳定程序单元以及仪表单元。
优选地，上述的自适应巡航控制系统中，所述自适应巡航传感及控制装置包括：
雷达收发器，用于：检测并提供目标车辆信息；
自适应巡航控制器，用于：通过所述FlexRay总线接收ESP传感器信号，并且根据所述ESP传感器信号、所述目标车辆信息，以及根据设定的期望速度、期望车间时距来进行控制模式选择，并将模式选择结果通过所述FlexRay总线向外发送。
优选地，上述的自适应巡航控制系统中，所述目标车辆信息包括：相对速度、相对距离和相对方位角度。
优选地，上述的自适应巡航控制系统中，所述ESP传感器信号包括：轮速信号、横摆角速度信号、转向角速度信号以及加速度信号。
优选地，上述的自适应巡航控制系统中，所述自适应巡航控制器包括：
弯道检测单元，用于：根据所述ESP传感器信号产生弯道检测信号；
巡航控制单元，用于：根据所述ESP传感器信号和所述期望速度，产生巡航控制信号；
计算安全距离单元，用于：根据所述ESP传感器信号和所述期望车间时距，产生安全距离信号；
目标选择单元，用于：根据所述目标车辆信息产生目标选择信号；
跟随控制单元，用于：根据所述安全距离信号和所述目标选择信号产生跟随控制信号；
控制模式选择单元，用于：根据所述弯道检测信号、所述巡航控制信号、所述目标选择信号以及所述跟随控制信号，产生所述模式选择结果。
优选地，上述的自适应巡航控制系统中，所述FlexRay总线为具有冗余网络的双信道系统，并能够通过所述冗余网络传输数据。
本发明实施例至少存在以下技术效果：
1）基于FlexRay的ACC系统能够提供更高的响应速度。CAN网络最高性能极限为1Mbps，而FlexRay两个信道上的数据速率最大可达到10Mbps，总数据速率可达到20Mbps，FlexRay的网络带宽可能是CAN的20倍之多；
2)基于FlexRay的ACC系统数据传输更加安全可靠。FlexRay不仅可以像CAN和LIN网络这样的单信道系统一般运行，而且还可以作为一个双信道系统运行。双信道系统可以通过冗余网络传输数据，这是高可靠系统的一项重要性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的ACC系统网络图；
图2为本发明提供的ACC系统的控制原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。
图1为本发明实施例提供的ACC系统网络图，如图1所示，本发明实施例提供了一种车辆的自适应巡航控制系统，其特征在于，包括：
自适应巡航传感及控制装置110；
FlexRay总线120，连接所述自适应巡航传感及控制装置110、发动机管理系统130、变速器控制单元140、电子稳定程序单元150以及仪表单元160。
FlexRay是一种用于汽车的高速、可确定性的，具备故障容错能力的总线技术，它将事件触发和时间触发两种方式相结合，具有高效的网络利用率和系统灵活性特点。本发明应用新型FlexRay总线技术搭建通讯网络，代替传统汽车自适应巡航控制CAN通讯系统，具有如下的优点：
1）基于FlexRay的ACC系统能够提供更高的响应速度。CAN网络最高性能极限为1Mbps，而FlexRay两个信道上的数据速率最大可达到10Mbps，总数据速率可达到20Mbps，FlexRay的网络带宽可能是CAN的20倍之多；并且，ACC系统响应速度的提高，能够更准确更即时的调整巡航驾驶状态，对外界情况的应对更佳迅捷，对于安全驾驶来说，具有重要意义。
2)基于FlexRay的ACC系统数据传输更加安全可靠。
图2为本发明提供的ACC系统的控制原理图。如图2所示，在一个优选实施例中，所述自适应巡航传感及控制装置包括：
雷达收发器210，用于：检测并提供目标车辆信息；
自适应巡航控制器220，用于：通过所述FlexRay总线接收ESP（Electronic Stability Program，电子稳定程序系统）传感器信号，并且根据所述ESP传感器信号、所述目标车辆信息，以及根据设定的期望速度、期望车间时距来进行控制模式选择，并将模式选择结果通过所述FlexRay总线向外发送。
其中，所述目标车辆信息包括：相对速度、相对距离和相对方位角度。所述ESP传感器信号包括：轮速信号、横摆角速度信号、转向角速度信号以及加速度信号。
如图2所示，所述自适应巡航控制器220包括：
弯道检测单元221，用于：根据所述ESP传感器信号产生弯道检测信号；
巡航控制单元222，用于：根据所述ESP传感器信号和所述期望速度，产生巡航控制信号；
计算安全距离单元223，用于：根据所述ESP传感器信号和所述期望车间时距，产生安全距离信号；
目标选择单元224，用于：根据所述目标车辆信息产生目标选择信号；
跟随控制单元225，用于：根据所述安全距离信号和所述目标选择信号产生跟随控制信号；
控制模式选择单元226，用于：根据所述弯道检测信号、所述巡航控制信号、所述目标选择信号以及所述跟随控制信号，产生所述模式选择结果。
其中，所述FlexRay总线为具有冗余网络的双信道系统，并能够通过所述冗余网络传输数据。可见，FlexRay不仅可以像CAN和LIN网络这样的单信道系统一般运行，而且还可以作为一个双信道系统运行。双信道系统可以通过冗余网络传输数据，这是高可靠系统的一项重要性能。
参考图2所示，雷达用以探测本车前方的目标车辆，并向ACC控制器提供本车与目标车辆的相对速度、相对距离、相对方位角度等信息。ACC控制器结合雷达系统传送来的信息，根据驾驶员所设定的期望速度和期望车间时距以及通过FlexRay总线传送来的ESP传感器信息，确定本车的行驶状态，然后ACC控制器把加/减速度信号通过FlexRay总线传送给发动机、ESP、变速器执行机构执行。
其具体的控制过程为：1）若雷达系统探测到本车前方无行驶车辆时，ACC控制器只进行普通的巡航控制，“控制模式选择”为按设定的期望速度进行匀速控制。2）若雷达系统探测到本车前方有行驶车辆，并且进行目标选择后，若目标车辆的行驶速度小于设定的期望速度时，ACC控制器将通过计算安全距离进行跟随控制，“控制模式选择”为减速至一定数值之后保持两车的距离为所设定的期望车间时距。3）若前方的目标车辆发生移线，或本车移线行驶使得本车前方又无行驶车辆时，“控制模式选择”为对本车进行加速控制，使本车恢复到设定的期望速度并匀速行驶。4）若驾驶员参与车辆驾驶后，ACC系统将自动退出对车辆的控制。
由上可知，本发明实施例具有以下优势：
1）基于FlexRay的ACC系统能够提供更高的响应速度。CAN网络最高性能极限为1Mbps，而FlexRay两个信道上的数据速率最大可达到10Mbps，总数据速率可达到20Mbps，FlexRay的网络带宽可能是CAN的20倍之多；
2)基于FlexRay的ACC系统数据传输更加安全可靠。FlexRay不仅可以像CAN和LIN网络这样的单信道系统一般运行，而且还可以作为一个双信道系统运行。双信道系统可以通过冗余网络传输数据，这是高可靠系统的一项重要性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种车辆的自适应巡航控制系统，其特征在于，包括：
自适应巡航传感及控制装置(110)；
FlexRay总线(120)，连接所述自适应巡航传感及控制装置(110)、发动机管理系统(130)、变速器控制单元(140)、电子稳定程序单元(150)以及仪表单元(160)；
其中，所述自适应巡航传感及控制装置(110)包括：
雷达收发器(210)，用于：检测并提供目标车辆信息；
自适应巡航控制器(220)，用于：通过所述FlexRay总线接收ESP传感器信号，并且根据所述ESP传感器信号、所述目标车辆信息，以及根据设定的期望速度、期望车间时距来进行控制模式选择，并将模式选择结果通过所述FlexRay总线向外发送；
其中，所述自适应巡航控制器(220)包括：
弯道检测单元(221)，用于：根据所述ESP传感器信号产生弯道检测信号；
巡航控制单元(222)，用于：根据所述ESP传感器信号和所述期望速度，产生巡航控制信号；
计算安全距离单元(223)，用于：根据所述ESP传感器信号和所述期望车间时距，产生安全距离信号；
目标选择单元(224)，用于：根据所述目标车辆信息产生目标选择信号；
跟随控制单元(225)，用于：根据所述安全距离信号和所述目标选择信号产生跟随控制信号；
控制模式选择单元(226)，用于：根据所述弯道检测信号、所述巡航控制信号、所述目标选择信号以及所述跟随控制信号，产生所述模式选择结果。
2.根据权利要求1所述的自适应巡航控制系统，其特征在于，所述目标车辆信息包括：相对速度、相对距离和相对方位角度。
3.根据权利要求1所述的自适应巡航控制系统，其特征在于，所述ESP传感器信号包括：轮速信号、横摆角速度信号、转向角速度信号以及加速度信号。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的自适应巡航控制系统，其特征在于，
所述FlexRay总线为具有冗余网络的双信道系统，并能够通过所述冗余网络传输数据。
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